Установка по производству азота методом криогенной воздухоразделения представляет собой традиционный способ получения азота, история которого насчитывает несколько последних десятилетий. В качестве сырья используется воздух, который после сжатия и очистки проходит процесс теплообмена для сжижения в жидкий воздух. Жидкий воздух в основном представляет собой смесь жидкого кислорода и жидкого азота; используя разницу в температурах кипения этих веществ, посредством дистилляции жидкого воздуха их разделяют, получая таким образом азот.

Оборудование для производства кислорода криогенным методом имеет следующие характеристики:

Контейнеры и трубопроводы низкой температуры, такие как низкотемпературные теплообменники и дистилляционные колонны, помещаются в холодный изоляционный ящик и заполняются теплоизоляционными материалами с низкой теплопроводностью, чтобы предотвратить поступление тепла от окружающей среды и уменьшить потери холода, иначе оборудование не сможет работать;

Материалы, используемые для изготовления низкотемпературного оборудования, должны обладать достаточной прочностью и вязкостью при низких температурах, а также хорошими сварочными и обрабатывающими свойствами. Распространённые материалы включают алюминиевые сплавы, медные сплавы, нержавеющую сталь и т.д.;

Примеси с высокой температурой кипения в воздухе, такие как влага и двуокись углерода, должны быть удалены заранее при комнатной температуре. В противном случае они заблокируют каналы внутри оборудования, что сделает устройство неработоспособным;

Ацетилен и углеводороды в воздухе попадают в башню сепарации воздуха и накапливаются до определенной степени, что может повлиять на безопасную эксплуатацию и даже вызвать взрыв. Поэтому необходимо установить очистное оборудование для их удаления;

Герметичный контейнер для хранения низкотемпературных жидкостей. При передаче тепла снаружи часть низкотемпературной жидкости будет поглощать тепло и испаряться, а давление автоматически увеличится. Для предотвращения избыточного давления необходимо установить надежные предохранительные устройства;

Если низкотемпературная жидкость просочится в фундамент, она замерзнет и расколет фундамент, вызывая наклон оборудования. Поэтому необходимо обеспечивать герметичность оборудования, трубопроводов и клапанов, учитывая напряжения и деформации, которые могут возникнуть из-за теплового расширения и сжатия;

Пористые органические вещества, такие как древесина и кокс, пропитанные жидким кислородом, могут испытывать интенсивное горение при контакте с источником огня или при воздействии определённой силы удара. Поэтому пористые органические вещества запрещены внутри холодного ящика. Для слива жидкого кислорода следует заранее предусмотреть специализированные трубопроводы и контейнеры для жидкого кислорода, использование подземных траншей не допускается;

Длительное воздействие низкотемпературных жидкостей на углеродистые стальные плиты может привести к их хрупкости и трещинообразованию. Поэтому изделия из углеродистой стали нельзя использовать для трубопроводов и ёмкостей слива низкотемпературных жидкостей;

Азот и аргон являются удушающими газами, и их трубы для слива жидкости должны быть выведены на улицу. Газоотводная труба должна иметь определенную высоту слива, а отверстие слива не должно быть обращено к лестничной площадке;

Кислород является сильным окислителем, и его труба для слива не может быть направлена напрямую в невентилируемое здание завода.

Криогенный азотный завод

Криогенный азотный завод — одна из самых революционных машин, также известная как промышленный криогенный азотный генератор. Криогенная азотная установка — очень компактная и широко известная как очень эффективная система, которая производит азот с чистотой 99,99%. Будучи одной из самых современных промышленных машин, она может производить азотный газ с мощностью от 80 до 3 500 Нм³ в час и даже выше.

Криогенный азотный завод использует один из самых экономичных процессов производства чистого азотного газа из нашей атмосферы. При использовании криогенных азотных установок сырьё не потребуется и не будет необходимости в повторяющихся расходах на химикаты. Будучи одной из ведущих компаний отрасли, криогенный азотный завод использует одно из самых передовых механизмов и передовых технологий в каждом процессе очистки.

Криогенный азотный завод — одно из известных в отрасли машин, разработанных и используемых для производства азота в различных промышленных целях. Криогенный азотный завод использует процесс криогенной дистилляции для получения чистого азота на криогенном азоте.

Растение производит азот с помощью процесса сжижения воздуха из атмосферы с помощью блока разделения воздуха. Следующий шаг — пропустить воздух через систему очистки, в которой устраняются примеси, содержащиеся в азоте, такие как влага и углеродный водород. После этого воздух проходит через теплообменники, и здесь очищенный воздух охлаждается при криогенных температурах. Следующий процесс — когда воздух проходит через колонку высокого давления, где происходит процесс разделения. В этом столбце образуется азот. Наконец, очищенный азот направляется в колонну низкой дистилляции, где азот дистиллируется. Конечный продукт дополнительно обрабатывается для соответствия коммерческим спецификациям.

Криогенная азотная установка производит очищенный азот — элемент, имеющий большое техническое значение. Известно, что атмосфера в основном состоит из газов кислорода и азота с небольшим количеством углекислого газа, гелия, аргона и других веществ. При использовании криогенных азотных установок кислород и азот разделяются из-за различных процессов, выполняемых первоклассным оборудованием компании.

Системы генерации азота сертифицированы как очень безопасные и надёжные. Кроме того, ведущие эксперты подтвердили, что оборудование компании простое в эксплуатации и обслуживании. В зависимости от потребностей клиента доступно несколько вариантов.

Криогенные азотные установки спроектированы самыми элитными инженерами и экспертами компании, чтобы стать одной из самых конкурентоспособных на мировом уровне. Завод изготавливается на основе международных стандартов. Криогенные азотные установки производятся и создаются с использованием новейших технологий и сложного дизайна. Машины, производящие азот, спроектированы превосходно и имеют конкурентоспособные цены.

Криогенный азотный завод производит оборудование высочайшего качества, которое не имеет равных благодаря строгому контролю качества и стандартным мерам, которые соблюдаются в компании .

Основное оборудование, входящее в состав установки по производству криогенного азота

Фильтрация воздуха
Для уменьшения износа механических поверхностей внутри воздушного компрессора и обеспечения качества воздуха, воздух должен сначала проходить через воздушный фильтр, чтобы удалить пыль и другие примеси перед попаданием в воздушный компрессор. Воздушные компрессоры часто используют фильтры грубой или средней эффективности для всасывания.
Воздушный компрессор
В соответствии с принципом работы воздушные компрессоры могут быть разделены на два типа: объемные и скоростные компрессоры. Обычно воздушные компрессоры используют поршневые компрессоры с возвратно-поступательным движением, центробежные компрессоры и винтовые компрессоры.
Воздушный охладитель
Используется для снижения температуры сжатого воздуха перед его поступлением в осушитель воздуха и башню сепарации воздуха, чтобы избежать значительных колебаний температуры в башне, и может удалять большую часть влаги из сжатого воздуха. Обычно используются азотные водяные охладители (состоящие из водяной охлаждающей башни и воздушной охлаждающей башни: водяная охлаждающая башня использует выхлопные газы из башни сепарации воздуха для охлаждения циркулирующей воды, а воздушная охлаждающая башня использует циркулирующую воду из водяной охлаждающей башни для охлаждения воздуха) и фреоновые воздушные охладители.
Осушитель и очиститель воздуха
Сжатый воздух после прохождения через воздушный охладитель все еще содержит некоторое количество влаги, углекислого газа, ацетилена и других углеводородов. Замороженная влага и углекислый газ, осевшие в башне сепарации воздуха, могут блокировать каналы, трубопроводы и клапаны. Ацетилен накапливается в жидком кислороде и представляет риск взрыва. Пыль может изнашивать рабочее оборудование. Чтобы обеспечить долгосрочную безопасную работу установки по сепарации воздуха, необходимо установить специализированное оборудование для очистки, удаляющее эти примеси. Наиболее часто используемые методы очистки воздуха — адсорбция и замораживание. Метод адсорбции на молекулярных ситах широко используется в малых и средних установках по производству азота в Китае.
Башня сепарации воздуха
Башня сепарации воздуха в основном включает главный теплообменник, жидкостный охладитель, колонну дистилляции, конденсатор-испаритель и т. д. Главный теплообменник, конденсатор-испаритель и жидкостный охладитель представляют собой пластинчатые теплообменники, которые являются новым типом композитного стенового теплообменника с полностью алюминиевой металлической конструкцией. Средняя разница температур очень мала, а эффективность теплообмена достигает 98-99%. Дистилляционная колонна — это оборудование для сепарации воздуха, и виды колонн подразделяются в зависимости от их внутренних компонентов. Решетчатая колонна называется решетчатой колонной, колонна с пузырьковым экраном называется колонной с пузырьковым экраном, а насадочная колонна называется насадочной колонной. Решетчатая пластина имеет простую конструкцию, легко изготавливается и обладает высокой эффективностью поддона, поэтому широко используется в дистилляционных колоннах для сепарации воздуха. Насадочная колонна в основном используется для дистилляционных колонн диаметром менее 0,8 м и высотой не более 7 м. Колонны с пузырьковым экраном редко используются из-за их сложной конструкции и трудностей в изготовлении.

Турбинный расширитель
Это роторное лопастное оборудование, используемое в установках по производству азота для создания холодильной мощности, и представляет собой газовую турбину, работающую в условиях низких температур. Турборасширители делятся на осевой поток, радиальный поток и радиально-осевой поток в зависимости от направления потока газа в рабочем колесе; в зависимости от того, продолжается ли расширение газа в рабочем колесе, их можно разделить на противодействующие и ударные. Продолжающееся расширение называется противодействующим типом, а не продолжающееся расширение — ударным типом. Одноступенчатый радиально-осевой ударный турбинный расширитель широко используется в установках разделения воздуха. Криогенная установка по производству азота из воздуха сложна, занимает большую площадь, имеет высокие затраты на инфраструктуру, требует большой единовременной инвестиции в оборудование, имеет высокие эксплуатационные расходы, медленно производит газ, предъявляет высокие требования к установке и имеет долгий цикл. С учетом таких факторов, как комплексное оборудование, установка и инфраструктура, масштаб инвестиций для блоков PSA с одинаковыми техническими характеристиками при производительности оборудования ниже 3500 Nm3/ч на 20%–50% ниже, чем у криогенных установок разделения воздуха. Криогенный азотогенератор подходит для крупномасштабного промышленного производства азота, тогда как среднее и малое производство азота оказывается экономически нецелесообразным.